دیزل ژنراتورها به عنوان منابع تولید برق اضطراری یا دائم، نقش حیاتی در صنایع، ساختمانها و مجتمعهای مختلف دارند. توان مصرفی دیزل ژنراتور، نه تنها تعیینکننده قیمت خرید، بلکه مستقیماً بر هزینههای عملیاتی، راندمان و طول عمر دستگاه تأثیر میگذارد. انتخاب نادرست توان، بهویژه انتخاب دستگاهی با توان بسیار بالاتر از نیاز، میتواند منجر به کارکرد طولانیمدت ژنراتور در توان پایین (Low Load) شود که این موضوع خطرات جدی و کاهش عمر مفید دستگاه را در پی دارد.
فهرست
محاسبه و انتخاب توان مصرفی دیزل ژنراتور
انتخاب دیزل ژنراتور مناسب با ظرفیت صحیح، اولین و مهمترین گام برای تضمین عملکرد بهینه و جلوگیری از مشکلات آتی است. توان ژنراتور معمولاً با دو واحد اصلی بیان میشود:
توان واقعی (Active Power) با واحد کیلووات (kW): توان مفیدی که تجهیزات مصرف میکنند.
توان ظاهری (Apparent Power) با واحد کیلوولت آمپر (kVA): حاصلضرب ولتاژ و جریان، که نشاندهنده ظرفیت کلی ژنراتور است.
رابطه بین این دو توان از طریق ضریب توان (Power Factor – PF) مشخص میشود:
در اکثر موارد، ضریب توان استاندارد برای بارهای الکتریکی القایی (مانند موتورها و ترانسفورماتورها) ۰.۸ در نظر گرفته میشود.
مراحل تعیین توان مورد نیاز
برای محاسبه دقیق توان مصرفی و انتخاب دیزل ژنراتور، لازم است مراحل زیر طی شود:
شناسایی و جمعآوری بارهای مصرفی: تمامی تجهیزاتی که قرار است با ژنراتور تغذیه شوند (مانند موتورها، روشنایی، سیستمهای گرمایشی/سرمایشی و …) باید لیست شوند.
محاسبه توان راهاندازی (Starting Power): برخی تجهیزات، بهخصوص الکتروموتورها، هنگام راهاندازی نیاز به جریانی چند برابر بیشتر از حالت کارکرد عادی دارند (به نام جریان هجومی یا Inrush Current). در سایزینگ ژنراتور، باید توان لازم برای راهاندازی بزرگترین موتور یا مجموع بارهای با نیاز بالای راهاندازی لحاظ شود.
اعمال ضریب همزمانی و اطمینان:
ضریب همزمانی: نشان میدهد که چه درصدی از کل تجهیزات به صورت همزمان روشن خواهند بود (معمولاً ۰.۸).
ضریب اطمینان: یک ضریب اضافه (معمولاً ۱.۲۰ تا ۱.۲۵) برای تأمین نیازهای آتی، استهلاک و شرایط نامطلوب محیطی اعمال میشود.
تصحیح توان بر اساس شرایط محیطی: توان خروجی دیزل ژنراتور در ارتفاع بالا از سطح دریا (به ازای هر ۱۰۰۰ متر حدود ۱۰ درصد افت) و دمای محیط بالا کاهش مییابد. این عوامل باید در انتخاب نهایی لحاظ شوند.
توانهای نامی ژنراتور (Prime Power vs. Standby Power)
توان دائم (Prime Power – PRP): توانی است که ژنراتور میتواند به صورت پیوسته و نامحدود در شرایط کاری نرمال تأمین کند.
توان اضطراری (Standby Power – LTP): توانی است که ژنراتور تنها برای مدت زمان محدود و در شرایط قطع برق اصلی قادر به تأمین آن است (معمولاً حداکثر ۲۵ ساعت در سال با میانگین ۷۰٪ بار).
تأثیر کارکرد دیزل ژنراتور در توان پایین
کارکرد طولانیمدت دیزل ژنراتورها با باری کمتر از ۳۰ تا ۴۰ درصد حداکثر توان نامی، از جمله دلایل اصلی کاهش عمر مفید و افزایش هزینههای نگهداری است. دیزل ژنراتورها برای کار در بارهای حدود ۶۰ تا ۷۵ درصد توان نامی طراحی شدهاند تا به بهترین راندمان سوخت و سلامت موتور دست یابند.
پدیده انباشت دوده و احتراق ناقص (Wet Stacking)
Wet Stacking (انباشت دوده یا روغن نسوخته) مهمترین عارضه کارکرد در توان پایین است. در این حالت، دمای موتور دیزل به حد بهینه نمیرسد، در نتیجه:
احتراق ناقص: سوخت دیزل به طور کامل نمیسوزد و ذرات نسوخته کربن و هیدروکربنها به شکل دوده چرب و مایع از اگزوز خارج میشوند.
آلودگی و گرفتگی: این دوده و روغن نسوخته روی رینگهای پیستون، دیواره سیلندرها، سوپاپها و توربوشارژر رسوب میکند.
کاهش آببندی: رسوبات باعث اختلال در آببندی رینگهای پیستون شده و مشکل افت فشار و احتراق ناقص را تشدید میکند.
کاهش قدرت: به تدریج توان خروجی دستگاه کاهش یافته و دود سفید یا آبی از اگزوز خارج میشود .
افزایش سایش و فرسودگی قطعات
رقیق شدن روغن موتور: دمای پایین باعث میشود بخشی از سوخت نسوخته به محفظه کارتل نشت کرده و با روغن ترکیب شود. این امر خاصیت روانکاری روغن را کاهش داده و سایش قطعات متحرک مانند یاتاقانها و دیواره سیلندرها را به شدت افزایش میدهد.
آسیب به توربوشارژر: تجمع دوده و روغن نسوخته میتواند عملکرد توربوشارژر (در صورت وجود) را مختل کرده و نشت روغن از بدنه آن را در پی داشته باشد.
تشکیل رسوبات کربنی: در بلندمدت، انباشت رسوبات کربنی در محفظه احتراق میتواند باعث سایش غیرطبیعی (Polishing) دیواره سیلندر شود.
کاهش راندمان و افزایش مصرف سوخت
در بار پایین، دیزل ژنراتورها راندمان سوخت کمتری دارند. به عبارت دیگر، مقدار سوخت بیشتری برای تولید هر کیلووات ساعت (kWh) انرژی مصرف میشود. این افزایش مصرف سوخت، در نهایت هزینههای عملیاتی را بالا میبرد.
سایر مشکلات
خرابی سیستمهای پستصفیه اگزوز (در ژنراتورهای مدرن): در دمای پایین، فرآیند احیای (Regeneration) فیلترهای ذرات دیزل (DPF) و کاتالیستها به درستی انجام نمیشود که منجر به گرفتگی و کاهش کارایی سیستم کنترل آلایندگی میشود.
افزایش آلودگی زیستمحیطی: به دلیل احتراق ناقص، میزان انتشار گازهای هیدروکربنی و مونوکسید کربن افزایش مییابد.
راهکارهای جلوگیری از کارکرد در توان پایین
برای حفظ سلامت و بهینهسازی عملکرد دیزل ژنراتور، راهکارهای زیر توصیه میشود:
انتخاب صحیح سایز ژنراتور: هنگام خرید، ژنراتوری انتخاب کنید که توان نامی آن با در نظر گرفتن تمامی ضریبهای ایمنی، حداکثر ۲۰ تا ۳۰ درصد از بیشترین بار دائمی شما فراتر باشد.
استفاده از بانک بار (Load Bank): در صورت نیاز به کارکرد اضطراری در توان پایین یا تستهای دورهای، میتوان به صورت مصنوعی یک بار مقاومتی (بانک بار) را به ژنراتور متصل کرد تا برای مدت کوتاهی با بار مناسب (۶۰ تا ۷۵ درصد) کار کند و موتور به دمای بهینه برسد.
ادغام با دیگر منابع برق: در سیستمهای توزیع برق بزرگ، میتوان ژنراتورهای کوچکتر را به صورت موازی به کار برد تا در شرایط کمبار تنها یک یا چند ژنراتور با بار بهینه کار کنند.
برنامهریزی نگهداری و سرویس دورهای: انجام منظم سرویسهای دورهای، تعویض به موقع روغن و فیلترها میتواند تأثیرات سوء کارکرد در توان پایین را تا حدودی جبران کند.
نتیجهگیری
محاسبه دقیق توان مصرفی و انتخاب دیزل ژنراتوری که بیش از حد بزرگ نباشد، کلید عملکرد اقتصادی و طول عمر بالای دستگاه است. کارکرد طولانیمدت در توان پایین (زیر ۳۰٪) با ایجاد پدیده خطرناک Wet Stacking، منجر به احتراق ناقص، آلودگی قطعات، رقیق شدن روغن و در نهایت سایش زودرس و کاهش شدید راندمان میشود. بهینهترین حالت کارکرد برای یک دیزل ژنراتور، استفاده از آن در محدوده ۶۰ تا ۷۵ درصد توان نامی است.
در صورتی که با مشاوران و کارشناسان مولد های برق نیکسام جهت خرید دیزل ژنراتور مناسب خود ارتباط برقرار کنید، کارشناسان و مشاوران ما بصورت رایگان محصول مورد نظر شما را شناسایی و معرفی میکنند.
